FR2816024A1 - PRIMARY SEALS FOR TRANSMITTER / RECEIVER CYLINDER SYSTEMS - Google Patents
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Abstract
Joints d'étanchéité primaires pour des systèmes à cylindres émetteur/ récepteur. L'invention concerne une installation hydraulique pour des véhicules automobiles, en particulier un système à cylindre émetteur/ récepteur pour des embrayages ou des freins, en proposant des joints primaires 6, qui comprennent chacun une première pente 8 qui coopère avec une deuxième pente 9 de même type, d'une conformation annulaire 10 sur le boîtier 1 de chacun des cylindres respectifs. L'avantage de l'invention proposée réside, outre dans la plus faible friction possible au niveau de chaque lèvre d'étanchéité 15, dans la possibilité d'effectuer un remplissage du cylindre émetteur sous pression/ dépression sans complications, ainsi que dans la propriété qu'a chaque joint primaire 6 de coulisser par les effets de coin en direction de compression sur la pente 9 de chacune de leur conformation annulaire 10 et de réduire la surface d'appui annulaire de chaque lèvre d'étanchéité 15 d'une façon optimisée vis-à-vis de la friction.Primary seals for transmitter / receiver cylinder systems. The invention relates to a hydraulic installation for motor vehicles, in particular a transmitter / receiver cylinder system for clutches or brakes, by providing primary seals 6, which each comprise a first slope 8 which cooperates with a second slope 9 of same type, of an annular conformation 10 on the housing 1 of each of the respective cylinders. The advantage of the proposed invention resides, in addition to the lowest possible friction at each sealing lip 15, in the possibility of filling the emitting cylinder under pressure / depression without complications, as well as in the property that each primary seal 6 to slide by the corner effects in the direction of compression on the slope 9 of each of their annular conformation 10 and to reduce the annular bearing surface of each sealing lip 15 in an optimized manner with respect to friction.
Description
1I D28160241I D2816024
L'invention concerne une installation hydraulique pour actionner un frein ou un embrayage d'un véhicule automobile, comportant un cylindre émetteur avec un boîtier et un piston mobile en translation dans celui-ci, un cylindre récepteur avec un boîtier et un piston mobile en translation dans celui-ci, ainsi qu'une conduite hydraulique reliant ces boîtiers, une chambre de pression variable se formant entre les deux pistons via la conduite hydraulique et étant étanchée par rapport au piston par au moins un joint primaire orienté vers la chambre de The invention relates to a hydraulic installation for actuating a brake or a clutch of a motor vehicle, comprising a master cylinder with a housing and a piston movable in translation therein, a receiving cylinder with a housing and a piston movable in translation therein, as well as a hydraulic line connecting these housings, a variable pressure chamber forming between the two pistons via the hydraulic line and being sealed relative to the piston by at least one primary seal oriented towards the
pression.pressure.
On connaît du brevet allemand DE 37 38 512 C2 un joint d'étanchéité de préférence pour des installations hydrauliques, au moyen duquel on German seal DE 37 38 512 C2 discloses a seal preferably for hydraulic installations, by means of which
doit maintenir faible la friction même sous des pressions importantes. must keep friction low even under high pressures.
À cet effet, on prévoit une bague de soutien conique en matériau rigide dont le diamètre est légèrement inférieur à celui du perçage de boîtier et possède un angle a compris entre 45 et 800, l'angle D du joint annulaire portant la lèvre d'étanchéité dans l'état monté étant inférieur d'environ 1 à 10 à l'angle ca et la largeur du joint annulaire sortant axialement de la bague de soutien étant inférieure à environ 40 de l'ensemble du joint. L'objectif sous-jacent à cette invention était de réaliser un joint qui présente des dimensions compactes et une faible friction même à des pressions importantes. Sous des pressions importantes, le joint en forme de L est tourné dans la forme imposée par la bague de soutien, et la force agissant sur l'arête de lèvre d'étanchéité sur le perçage de boîtier est maintenue dans des limites prédéterminées. Une transmission de la majeure partie de la force normale via la bague de soutien au perçage de boîtier est exclue parce que la bague de soutien est écartée du perçage de boîtier et qu'elle est rigide. Ainsi, le joint ne se déforme pas excessivement, de sorte que l'on peut utiliser des joints en forme de L minces qui demandent To this end, a conical support ring made of rigid material is provided, the diameter of which is slightly less than that of the housing bore and has an angle a of between 45 and 800, the angle D of the annular seal carrying the sealing lip. in the assembled state being approximately 1 to 10 less than the angle ca and the width of the annular seal extending axially from the support ring being less than approximately 40 of the entire seal. The objective underlying this invention was to produce a seal which has compact dimensions and low friction even at high pressures. Under significant pressures, the L-shaped seal is rotated into the shape imposed by the support ring, and the force acting on the sealing lip edge on the housing bore is kept within predetermined limits. Transmission of most of the normal force via the support ring to the housing bore is excluded because the support ring is spaced from the housing bore and is rigid. Thus, the joint does not deform excessively, so that one can use thin L-shaped joints which require
seulement peu de place structurelle. only little structural space.
En partant de cette situation, la présente invention propose des joints primaires qui présentent une pente vers le piston, qui coopère avec une pente parallèle d'une conformation sur un composant rigide, et les Starting from this situation, the present invention provides primary seals which have a slope towards the piston, which cooperates with a parallel slope of a conformation on a rigid component, and the
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joints primaires sont fixés dans leur position et peuvent se déplacer plastiquement uniquement par l'influence de pressions importantes dans la chambre de pression remplie de fluide hydraulique. On propose des conformations annulaires aussi bien pour le cylindre émetteur que pour le cylindre récepteur, le premier joint primaire du cylindre émetteur étant réalisé par le montage d'une bague d'écartement et le deuxième joint primaire du cylindre récepteur étant réalisé par le montage d'une douille de guidage. On veille à ce que les joints primaires dans l'état monté sans sollicitation de pression produisent déjà un effet d'étanchement qui se répercute en particulier sur le côté primary seals are fixed in their position and can move plastically only by the influence of significant pressures in the pressure chamber filled with hydraulic fluid. Annular conformations are proposed both for the emitting cylinder and for the receiving cylinder, the first primary seal of the emitter cylinder being produced by mounting a spacer ring and the second primary seal of the receiving cylinder being produced by mounting d 'a guide sleeve. It is ensured that the primary seals in the assembled state without pressure stress already produce a sealing effect which is particularly reflected on the side
des joints primaires qui est détourné de la chambre de pression. primary seals which is diverted from the pressure chamber.
L'essentiel de l'invention est la coopération entre des lèvres d'étanchéité qui peuvent coulisser par les pentes mentionnées sur un piston mobile en translation, qui génèrent un effet de coin en particulier lors de la sollicitation par pression, au moyen duquel le joint primaire est pressé dans son siège détourné de la chambre de pression, suite à quoi les lèvres d'étanchéité se déplacent légèrement sur les conformations et réduisent la distance et ainsi leurs résistances à la friction. La zone du joint primaire dans laquelle est agencée la lèvre d'étanchéité est la seule qui est mobile et elle pivote contre le piston, les pressions de pressage maximales s'établissant dans la zone de la lèvre d'étanchéité. En direction des pentes, ces forces tendent alors vers zéro et ne causent plus de résistances à la friction qui s'opposeraient à la force The essence of the invention is the cooperation between sealing lips which can slide by the slopes mentioned on a piston movable in translation, which generate a wedge effect, in particular during pressure stressing, by means of which the seal primary is pressed in its seat diverted from the pressure chamber, as a result of which the sealing lips move slightly over the conformations and reduce the distance and thus their resistance to friction. The area of the primary seal in which the sealing lip is arranged is the only one which is mobile and it pivots against the piston, the maximum pressing pressures being established in the area of the sealing lip. In the direction of the slopes, these forces then tend towards zero and no longer cause resistance to friction which would oppose the force
d'actionnement et augmenteraient l'usure. actuation and would increase wear.
Pour le cas du premier remplissage auprès du client lors du montage, il est avantageux de réaliser la première pente et la seconde pente de manière à obtenir un étanchement sous une certaine force de pressage, ce qui empêche en particulier dans le cas du remplissage sous pression/dépression que le fluide hydraulique s'écoule derrière le joint primaire sur le côté détourné de la chambre de pression. Finalement, la lèvre d'étanchéité qui s'appuie dans le cylindre émetteur uniquement dans une zone annulaire étroite sur le piston favorise le refoulement du fluide hydraulique, ce qui rend la fonction de l'installation hydraulique For the first filling with the customer during assembly, it is advantageous to make the first slope and the second slope so as to obtain a seal under a certain pressing force, which prevents in particular in the case of filling under pressure / depression that the hydraulic fluid flows behind the primary seal on the diverted side of the pressure chamber. Finally, the sealing lip which rests in the emitting cylinder only in a narrow annular zone on the piston promotes the discharge of the hydraulic fluid, which makes the function of the hydraulic installation
plus sûre même lors d'un actionnement multiple. safer even with multiple actuation.
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Par conséquent, l'objectif sous-jacent à l'invention est de réaliser un joint primaire pour des installations hydrauliques, en particulier pour des cylindres émetteurs et récepteurs, qui présente des avantages à l'égard de la friction, du remplissage et du refoulement du fluide hydraulique lors d'un actionnement multiple. Cet objectif est atteint du fait que le joint primaire comprend une première pente qui mène, par sa coopération avec une deuxième pente d'une conformation annulaire de soutien lors de l'établissement de pression dans la chambre de pression, à une concentration des forces de pressage dans la zone d'une lèvre d'étanchéité, et ainsi à une réduction de la friction lors de la translation du piston. Des développements Consequently, the objective underlying the invention is to provide a primary seal for hydraulic installations, in particular for emitter and receiver cylinders, which has advantages with regard to friction, filling and delivery. hydraulic fluid during multiple actuation. This object is achieved by the fact that the primary seal comprises a first slope which leads, by its cooperation with a second slope of an annular support conformation during the establishment of pressure in the pressure chamber, to a concentration of the forces of pressing in the area of a sealing lip, and thus a reduction in friction during translation of the piston. Developments
avantageux de l'invention ressortent de la description qui suit. advantageous of the invention will emerge from the description which follows.
Des exemples de réalisation de joints primaires pour des cylindres Examples of making primary seals for cylinders
émetteurs/récepteurs sont illustrés dans trois dessins en coupe partielle. transmitters / receivers are illustrated in three partial sectional drawings.
Les figures montrent: figure 1, une coupe partielle à travers un boîtier avec un piston d'un cylindre émetteur et un premier joint primaire agissant entre ceux-ci; figure 2, une coupe partielle à travers un boîtier et un piston d'un The figures show: Figure 1, a partial section through a housing with a piston of a master cylinder and a first primary seal acting therebetween; Figure 2, a partial section through a housing and a piston of a
cylindre récepteur avec un deuxième joint primaire agissant entre ceux- receiving cylinder with a second primary seal acting between them
ci; et figure 3, le deuxième joint primaire de la figure 2 avec un schéma this; and figure 3, the second primary seal of figure 2 with a diagram
illustrant les forces.illustrating the strengths.
La figure 1 illustre un boîtier 1 d'un cylindre émetteur dans lequel un piston 2 est agencé mobile en translation pour délimiter une chambre de pression 5. Le piston 2 se laisse déplacer dans un guidage du boîtier 1 et il est illustré dans une position de "point mort" présentant la plus grande chambre de pression 5 possible. La chambre de pression 5 est étanchée par rapport à l'atmosphère par un premier joint primaire 6, et celui-ci est fermement ancré dans le boîtier 1 par une bague d'écartement 20 et comprend une première lèvre d'étanchéité 15 dirigée vers le piston 2, qui étanche la chambre de pression 5 au cas o le FIG. 1 illustrates a housing 1 of a transmitting cylinder in which a piston 2 is arranged movable in translation to delimit a pressure chamber 5. The piston 2 can be moved in a guide of the housing 1 and it is illustrated in a position of "neutral" having the largest possible pressure chamber 5. The pressure chamber 5 is sealed from the atmosphere by a first primary seal 6, and the latter is firmly anchored in the housing 1 by a spacer ring 20 and comprises a first sealing lip 15 directed towards the piston 2, which seals the pressure chamber 5 in case the
piston 2 serait déplacé hors de la position de point mort décrite ci- piston 2 would be moved out of the neutral position described above
dessus. Le premier joint primaire 6 comprend une première pente 8 qui above. The first primary seal 6 includes a first slope 8 which
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s'appuie à plat contre une deuxième pente 9 d'une première conformation annulaire 10 et qui étanche largement la surface de contact avec la bague d'écartement 20. Les pentes 8 et 9 présentent un angle 17 par rapport à la direction de déplacement du piston, angle qui joue un rôle décisif pour la force de pressage de la lèvre d'étanchéité lors du déplacement du piston 2 hors de sa position de point mort, et en cas de pressions plus hautes dans la chambre de pression 5, on trouve un optimum entre l'appui de la lèvre d'étanchéité 15 sur le diamètre extérieur du piston 2 et les forces de pressage suffisamment élevées de la lèvre d'étanchéité sur la surface annulaire décrite du piston 2. Il s'est avéré qu'un angle 17 de 32 remplit le mieux les exigences mentionnées. En cas de remplissage sous pression/dépression, la construction proposée avec une première conformation annulaire 10 s'avère avantageuse car le liquide parvient depuis un récipient situé à l'extérieur sur le chemin de la bague d'écartement 20 en passant la lèvre d'étanchéité 15 vers la chambre de pression 5, sans parvenir à travers l'appui du premier joint primaire 6 contre la bague d'écartement 20 rests flat against a second slope 9 of a first annular conformation 10 and which largely seals the contact surface with the spacer ring 20. The slopes 8 and 9 have an angle 17 relative to the direction of movement of the piston, angle which plays a decisive role for the pressing force of the sealing lip when the piston 2 moves out of its neutral position, and in the event of higher pressures in the pressure chamber 5, there is a optimum between the support of the sealing lip 15 on the outside diameter of the piston 2 and the sufficiently high pressing forces of the sealing lip on the described annular surface of the piston 2. It turns out that an angle 17 of 32 best meets the requirements mentioned. In the case of filling under pressure / vacuum, the construction proposed with a first annular conformation 10 proves to be advantageous since the liquid arrives from a container situated outside on the path of the spacer ring 20 passing the lip of sealing 15 towards the pressure chamber 5, without reaching through the support of the first primary seal 6 against the spacer ring 20
grâce aux pentes 8 et 9.thanks to slopes 8 and 9.
Les avantages du premier joint primaire 6 avec sa première lèvre d'étanchéité 15 sont que la lèvre d'étanchéité 15 est agencée dans la zone d'une partie annulaire réalisée relativement faible qui développe une haute élasticité en direction radiale. C'est elle qui favorise un refoulement du fluide hydraulique lors d'un actionnement multiple du piston 2 et qui maintient approximativement constantes les pressions The advantages of the first primary seal 6 with its first sealing lip 15 are that the sealing lip 15 is arranged in the region of a relatively weak formed annular part which develops a high elasticity in the radial direction. It is this which favors a hydraulic fluid discharge during a multiple actuation of the piston 2 and which keeps the pressures approximately constant.
maximales dans la chambre annulaire 5. maximum in the annular chamber 5.
Selon la figure 2, on prévoit entre le boîtier 3 d'un cylindre récepteur et un piston 4 mobile en translation dans celui-ci un deuxième joint primaire 7 qui est fixé via une douille de guidage 19 dans le boîtier 3, la douille de guidage 19 comprenant une deuxième pente 12 qui According to Figure 2, there is provided between the housing 3 of a receiving cylinder and a piston 4 movable in translation therein a second primary seal 7 which is fixed via a guide sleeve 19 in the housing 3, the guide sleeve 19 comprising a second slope 12 which
coopère avec une première pente 11 sur le deuxième joint primaire 7. cooperates with a first slope 11 on the second primary seal 7.
La deuxième pente 12 fait partie d'une deuxième conformation annulaire 13 qui est reliée à la douille de guidage 19. Le cylindre récepteur est relié au cylindre émetteur via une conduite hydraulique, de sorte que le deuxième joint primaire 7 doit étancher la chambre de pression 5 dans le cylindre récepteur par rapport à l'atmosphère. Pour réduire la friction sur la deuxième lèvre d'étanchéité 16, on a prévu un angle 18 suivi par la première pente 11 du deuxième joint primaire 7 et The second slope 12 is part of a second annular conformation 13 which is connected to the guide sleeve 19. The receiving cylinder is connected to the emitting cylinder via a hydraulic line, so that the second primary seal 7 must seal the pressure chamber 5 in the receiving cylinder relative to the atmosphere. To reduce the friction on the second sealing lip 16, an angle 18 is provided followed by the first slope 11 of the second primary seal 7 and
par la deuxième pente 12 de la deuxième conformation annulaire 13. by the second slope 12 of the second annular conformation 13.
L'angle 18 a une valeur qui est préférentiellement de 40 + 30 et la deuxième conformation annulaire 13 est agencée sur une partie du boîtier 3, en particulier sur la douille de guidage 19. Cet angle 18 est également optimisé à l'égard de sa force de pressage d'une deuxième lèvre d'étanchéité 16 et de sa friction produite sur la surface extérieure du piston et est compris entre 4 et 40 , cette valeur pouvant être soumise à de faibles modifications lors d'une modification des facteurs The angle 18 has a value which is preferably 40 + 30 and the second annular conformation 13 is arranged on a part of the housing 3, in particular on the guide sleeve 19. This angle 18 is also optimized with regard to its pressing force of a second sealing lip 16 and of its friction produced on the external surface of the piston and is between 4 and 40, this value being able to be subjected to small modifications during a modification of the factors
d'influence, comme les rapports des diamètres ou similaires. influence, such as diameter ratios or the like.
Pour réduire la friction sur les lèvres d'étanchéité 15, 16, les angles 17 et 18 peuvent être optimisés par expérimentation à l'intérieur des tolérances indiquées, en fonction de la propriété qu'ont les joints primaires 6 et 7 de coulisser légèrement sur les pentes 8 et 11 par l'effet de coin en direction de pression. En outre, la première pente 8 du premier joint primaire 6 et la deuxième pente 9 de la première conformation annulaire 10 forment un joint d'étanchéité à faible précontrainte. La figure 3 illustre l'évolution des forces dans une représentation schématique autour du deuxième joint primaire 7. En raison de la pression régulière depuis la chambre de pression 5, on voit ici un établissement de forces sur la surface périphérique opposée à la chambre de pression 5, qui montre en particulier au niveau de la deuxième lèvre d'étanchéité 16 des forces de pressage 14 qui chutent fortement en direction de la première pente 11 et qui développent seulement ici des forces de pressage 14 correspondantes pour To reduce the friction on the sealing lips 15, 16, the angles 17 and 18 can be optimized by experimenting within the tolerances indicated, depending on the property that the primary seals 6 and 7 have of sliding slightly on slopes 8 and 11 by the wedge effect in the direction of pressure. In addition, the first slope 8 of the first primary seal 6 and the second slope 9 of the first annular conformation 10 form a seal with low preload. Figure 3 illustrates the evolution of the forces in a schematic representation around the second primary seal 7. Due to the regular pressure from the pressure chamber 5, we see here an establishment of forces on the peripheral surface opposite to the pressure chamber 5, which shows in particular at the second sealing lip 16 of the pressing forces 14 which fall sharply in the direction of the first slope 11 and which only develop here corresponding pressing forces 14 for
l'établissement de pression dans la chambre de pression 5. establishing pressure in the pressure chamber 5.
L'avantage de l'invention proposée réside, outre dans la plus faible friction possible au niveau des lèvres d'étanchéité 15 et 16, dans la possibilité dans le cylindre émetteur d'effectuer un remplissage sous pression/dépression sans complications, ainsi que dans la propriété qu'ont les joints primaires 6, 7 de coulisser par les effets de coin en direction de compression sur les pentes 9 et 12 des conformations annulaires 10 et 13 et de réduire la surface d'appui annulaire des lèvres The advantage of the proposed invention resides, in addition to the lowest possible friction at the sealing lips 15 and 16, in the possibility in the emitting cylinder of filling under pressure / vacuum without complications, as well as in the property that the primary seals 6, 7 have of sliding by the wedge effects in the direction of compression on the slopes 9 and 12 of the annular conformations 10 and 13 and of reducing the annular bearing surface of the lips
d'étanchéité 15 et 16 de façon optimisée vis-à-vis de la friction. sealing 15 and 16 in an optimized manner with respect to friction.
Liste des références 1 boîtier 2 piston 3 boîtier 4 piston chambre de pression 6 premier joint d'étanchéité primaire 7 deuxième joint d'étanchéité primaire 8 première pente 9 deuxième pente première conformation annulaire i 1 première pente 12 deuxième pente 13 deuxième conformation annulaire 14 forces de pressage première lèvre d'étanchéité 16 deuxième lèvre d'étanchéité 17 angle 18 angle 19 douille de guidage bague d'écartement 21 partie annulaire List of references 1 housing 2 piston 3 housing 4 piston pressure chamber 6 first primary seal 7 second primary seal 8 first slope 9 second slope first annular conformation i 1 first slope 12 second slope 13 second annular conformation 14 forces pressing first sealing lip 16 second sealing lip 17 angle 18 angle 19 guide sleeve spacer ring 21 annular part
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